14.13 (17.21). При нагревании спирали лампы накаливания протекающим по ней электрическим током основная часть подводимой энергии теряется в виде теплового излучения. На рисунке изображены графики зависимости мощности тепловых потерь лампы от температуры спирали
P =
P(
T) и силы тока от приложенного напряжения
I =
I(
U).
Выберите два верных утверждения о физических величинах, характеризующие этот процесс.
1) При напряжении на лампе 80 В тепловая мощность, выделяемая на лампе, равна 80 Вт.
2) При мощности тепловых потерь 150 Вт температура нити накала лампы менее 3000 К.
3) При силе тока через лампу 2 А температура нити накала составляет около 3600 К.
4) С увеличением силы тока через лампу температура её спирали увеличивается.
5) При мощности тепловых потерь 100 Вт напряжение на лампе составляет 100 В.
Ответ: ____.
Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=238) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=928) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).
Решение. 1) Из графика 2 найдем, что при напряжении
U = 80 В значение силы тока
I ≈ 1,8 А (см. рисунок 2). Мощность тока, напряжение и сила тока связаны соотношением
\[P=U \cdot I,\ \ P\approx 144\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 1
неверное.
2) Из графика 1 найдем, что при мощности
P = 150 Вт температура нити накала лампы
T ≈ 3300 К (см. рисунок 1).
Утверждение № 2
неверное.
3) Из графика 2 найдем, что при силе тока
I = 2 А напряжении
U = 100 В (см. рисунок 2). Мощность тока в этом случае
\[P=U \cdot I,\ \ P=200\ \text{Вт}.\]
Из графика 1 найдем, что при мощности
P = 200 Вт температура нити накала лампы
T ≈ 3600 К (см. рисунок 1).
Утверждение № 3
верное.
4) С увеличением силы тока
I через лампу увеличивается напряжение
U (см. рисунок 2). Мощность лампы равна
P = U·I, следовательно, увеличивается мощность
P и увеличивается температура
T её спирали (см. рисунок 1).
Утверждение № 4
верное.
5) Из графика 2 найдем, что при напряжении
U = 100 В значение силы тока
I = 2 А (см. рисунок 2). Мощность тока в этом случае
\[P=U \cdot I,\ \ P=200\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 5
неверное.
Ответ: 34.